CN1787179A - 一种提高cmp设备使用效率的方法 - Google Patents

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CN1787179A CN 200410089217 CN200410089217A CN1787179A CN 1787179 A CN1787179 A CN 1787179A CN 200410089217 CN200410089217 CN 200410089217 CN 200410089217 A CN200410089217 A CN 200410089217A CN 1787179 A CN1787179 A CN 1787179A
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张震宇
金新
陈毅俊
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Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
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Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd
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Abstract

本发明有关一种提高CMP设备使用效率的方法，首先使用Pilot片测定原研磨速率；接着根据Pilot研磨速率和制品的研磨量算得的研磨时间进行制品作业；然后利用MTE测定制品的残膜厚度，并将数据通过FCT传送至M/C，M/C计算出本制品作业时的研磨速率，更新原有速率值；次之，CMP设备控制PC从主机得到下一制品的研磨条件，且MTE可以测定出下一制品的前膜厚度值，并传送至M/C；M/C根据最新研磨速率计算出下一制品的研磨时间并传送至CMP设备控制PC；最后，CMP设备控制PC控制CMP设备进行制品研磨。由于上述方法不需要多次通过Pilot计算研磨速率，提高了CMP设备的使用效率。

Description

一种提高CMP设备使用效率的方法
技术领域
本发明涉及一种提高半导体器件制作工艺的方法，尤其是涉及一种提高CMP(化学机械抛光)设备使用效率的方法。
背景技术
在半导体制造中，随着多层布线的出现，导致了硅片表面出现了较大的段差，凹凸不平，造成了金属配线不良及之后光刻对焦的困难。为了解决这一问题，引入了CMP工艺。它通过化学反应和机械研磨抛光的作用，使硅片表面图形趋于平坦化。
在CMP工序时，需要通过制品的前膜厚度，目标厚度和设备当时的研磨速率来计算该制品在CMP所需要的研磨时间。即：研磨时间＝(前膜厚度-目标厚度)/研磨速率。但是随着CMP设备耗材的使用，它们的性能会不断改变，导致了设备的研磨速率不断地变化，也就是说制品研磨时间也应该是不断变化的。为了保证制品的正常作业，必须频繁地在制品Lot(一盒硅片)间***速率检硅片(Pilot)，来监控设备的研磨速率。通常每做4～8个制品Lot，就需要做一次速率检Pilot，而且在Pilot结果出来前的这段时间，设备只能处于等待状态，这样大大影响了设备的使用效率。
如图1所示，一个CMP设备研磨***包括主机，与主机相连的CT(设备Online通信终端)及FCT(设备online通信终端)，在CT上具有CMP设备控制PC，该CMP设备控制PC上进一步连接有CMP设备，而FCT上连接有MTE(膜厚度测定器)，上述FCT与CMP设备控制PC通过M/C(Recipe指示***)相连接。上述M/C的主要功能是：根据研磨速率检硅片(Pilot)的前膜、残膜厚度和研磨时间，计算出CMP设备的研磨速率，并利用该速率值和之后待处理的制品研磨量来自动计算CMP所需研磨时间。最后将时间指令发送给设备控制PC，由它来完成实际对CMP研磨时间的控制。M/C通过FCT得到硅片的膜厚值，通过CMP设备控制PC得到待作业制品的研磨条件，及实际作业的情况(Mapping data，有无故障，设备累计作业枚数等)。
上述CMP设备作业过程具体为：
首先进行研磨速率的测定(Pilot Rate Check)
1)使用MTE测定Pilot硅片的前膜厚度，结果经FCT传送至M/C。
2)Pilot投入CMP设备，设备控制PC从主机得到研磨条件。
3)M/C从设备控制PC得到研磨条件，找到对应的研磨时间，将研磨时间指令发送给CMP设备控制PC。
4)CMP设备按照设备控制PC的时间指令开始研磨。研磨结束后将终了报告发送给主机。M/C通过CMP设备控制PC得到硅片作业终了报告数据。
5)测定Pilot硅片的残膜厚度，结果经FCT传送至M/C。
6)M/C根据前膜、残膜厚度和研磨时间，计算出设备的研磨速率。结果OK，则可以进行制品作业。
接着进行制品的作业
1)通过MTE测定制品的前膜厚度，结果经FCT传送至M/C。
2)制品投入CMP设备，设备控制PC从主机得到研磨条件。
3)M/C从设备控制PC得到研磨条件，根据前膜厚度或研磨量和研磨速率计算出研磨时间。并将研磨时间指令发送到设备控制PC。目标厚度或研磨量都是根据各制品的研磨条件转换而来。
Figure A20041008921700051
Figure A20041008921700052
4)CMP设备按照设备控制PC的时间指令开始研磨。研磨结束后将终了报告发送给主机。M/C通过CMP设备控制PC得到硅片作业终了报告数据。
5)测定制品的残膜。
通过上述方法可以进行有效地研磨作业，然而由于原有的作业方法需要不断地在制品间***Pi1ot，导致了设备有超过15％的时间浪费在非制品的作业上。不能完全的发挥CMP设备的使用效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高CMP设备使用效率的方法，其可以减少了设备Pilot的频率，在降低成本的同时，提高了设备的运转时间。
本发明的目的是这样实现的：一种提高CMP设备使用效率的方法，CMP设备研磨***包括主机，与主机相连的CT及FCT，在CT上具有CMP设备控制PC，该CMP设备控制PC上进一步连接有CMP设备，而FCT上连接有MTE，上述FCT与CMP设备控制PC通过M/C相连接，其特征在于：
第一步，使用Pilot片测定原研磨速率；
第二步，利用MTE测定制品的前膜厚度，从主机得到研磨条件转换为相应的研磨量；
第三步，根据Pi1ot研磨速率和制品的研磨量算得的研磨时间进行制品作业；
第四步，利用MTE测定制品的残膜厚度，并将数据通过FCT传送至M/C；
第五步，M/C计算出本制品作业时的研磨速率，更新原有速率值，
其中K为系数，需要在具体制品中优化；
第六步，M/C根据下一制品的前膜值和新研磨速率，计算出研磨时间，并将时间指令发送至CMP设备控制PC；
第七步，CMP设备控制PC控制CMP设备进行下一制品研磨。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：减少了设备Pi1ot的频率，在降低成本的同时，提高了设备的运转时间。
附图说明
图1为本发明的CMP设备研磨***的结构图。
图2为本发明提高CMP设备研磨速率的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
请参阅图1所示，CMP设备研磨***包括主机1，与主机1相连的CT2(设备Online通信终端)及FCT3(设备online通信终端)，在CT2上具有CMP设备控制PC4，该CMP设备控制PC4上进一步连接有CMP设备5，而FCT3上连接有MTE6(膜厚度测定器)，上述FCT3与CMP设备控制PC4通过M/C7(Recipe指示***)相连接。上述M/C7的主要功能是：根据研磨速率检硅片(Pilot)的前膜、残膜厚度和研磨时间，计算出CMP设备5的研磨速率，并利用该速率值和之后待处理的制品研磨量来自动计算CMP设备5所需研磨时间。最后将时间指令发送给设备控制PC4，由它来完成实际对CMP研磨时间的控制。M/C7通过FCT3得到硅片的膜厚值，通过CMP设备控制PC4得到待作业制品的研磨条件，及实际作业的情况(Mapping data，有无故障，设备累计作业枚数等)。
请参阅图2所示，本发明提高CMP设备使用效率的作业流程具体为：
首先使用Pilot进行研磨速率的计算(Pilot Rate Check)
1)使用MTE6测定Pilot硅片的前膜厚度，结果经FCT3传送至M/C7。
2)Pilot投入CMP设备5，设备控制PC4从主机1得到研磨条件。
3)M/C7从设备控制PC4得到研磨条件，找到对应的研磨时间，将研磨时间指令发送给CMP设备控制PC4。
4)CMP设备5按照设备控制PC4的时间指令开始研磨。研磨结束后将终了报告发送给主机1。M/C7通过CMP设备控制PC4得到硅片作业终了报告数据。
5)测定Pilot硅片的残膜厚度，结果经FCT3传送至M/C7。
6)M/C7根据前膜、残膜厚度和研磨时间，计算出设备的研磨速率。结果OK，则可以进行制品作业。
接着根据上述研磨时间进行制品的作业
1)通过MTE6测定制品的前膜厚度，结果经FCT3传送至M/C7。
2)制品投入CMP设备5，设备控制PC4从主机1得到研磨条件。
3)M/C7从设备控制PC4得到研磨条件，根据前膜厚度或研磨量和研磨速率计算出研磨时间。并将研磨时间指令发送到设备控制PC4。目标厚度或研磨量都是根据各制品的研磨条件转换而来。
Figure A20041008921700081
4)CMP设备5按照设备控制PC4的时间指令开始研磨。研磨结束后将终了报告发送给主机1。M/C7通过CMP设备控制PC4得到硅片作业终了报告数据。
5)MTE6测定制品的残膜，并将数据通过FCT传送至M/C。
第三步，M/C7计算出本制品作业时的研磨速率，并更新原有速率值
其中K为系数，需要在具体制品中优化；
因为各制品的研磨速率都不相同，所以通过k系数来调整制品与速率检硅片的实际偏差。若制品速率波动大于Pilot硅片的研磨速率波动，则k值大于1，若制品速率波动小于Pilot硅片的研磨速率波动，则取小于1的k值。k值需在具体的制品作业过程中优化。
在本实施例中，制品A的前膜值为15000，残膜规格中心值为8000，原研磨速率为4000/Min，该制品的k值为0.95，实际测得残膜厚度为8200；
由于速率偏慢，导致了制品残膜的偏厚，计算结果正是说明了这一倾向
第四步，M/C根据下一制品的前膜值和新研磨速率，计算出研磨时间，并将时间指令发送至CMP设备控制PC；
第五步，CMD设备控制DC4控制CMD设备5进行下一制品研磨。
在此之后，测定该制品的残膜厚度，由M/C算出新速率并更新，以进行更下一次的制品作业。
综上所述，本发明完成了发明人的发明目的，减少了设备Pilot的频率，在降低成本的同时，提高了设备的运转时间。

Claims (1)

1.一种提高CMP设备使用效率的方法，CMP设备研磨***包括主机，与主机相连的CT及FCT，在CT上具有CMP设备控制PC，该CMP设备控制PC上进一步连接有CMP设备，而FCT上连接有MTE，上述FCT与CMP设备控制PC通过M/C相连接，其特征在于：
第一步，使用Pilot片测定原研磨速率；
第二步，利用MTE测定制品的前膜厚度，从主机得到研磨条件转换为相应的研磨量；
第三步，根据Pilot研磨速率和制品的研磨量算得的研磨时间进行制品作业；
第四步，利用MTE测定制品的残膜厚度，并将数据通过FCT传送至M/C；
第五步，M/C计算出本制品作业时的研磨速率，更新原有速率值，
其中K为系数，需要在具体制品中优化；
第六步，M/C根据下一制品的前膜值和新研磨速率，计算出研磨时间，并将时间指令发送至CMP设备控制PC；
第七步，CMP设备控制PC控制CMP设备进行下一制品研磨。
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